JP2005299827A - 自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】
各一側にプラスチック管が差込まれる受口を、他端に受口の軸心と直交する面に対し適宜の角度αで傾斜するフランジを備え、フランジ同士を接合した状態で一方を回動させることにより両受口の軸心のなす角を０〜４５度まで変更させることができ、接合するフランジの一方の接合面には電熱線が埋設される融着部を備えた自在継手において、融着部に微小な砂、ごみ、ほこり等が入り込んで融着不良を起こすことがないようにする。
【解決手段】
フランジ１６は肉厚で、融着部２６より外側の周溝にｏリング１９を装着してシールし、融着部２６に微小な砂、ごみ、ほこり等が入り込まないようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、上下水道管やガス管等に用いるプラスチック管を接続するために用いる自在継手に関する。

上下水道管やガス管として近年、プラスチック管、なかでもポリエチレン管が耐蝕性や耐震性など多くの点で優れていることから広く用いられている。こうしたプラスチック管を接続するための継手として近年電気融着継手が多用されるようになった。この継手は、受口の内周面に電熱線を埋設したもので、管との融着による接続は、管端部を受口に差込んだのち、電熱線への通電によって行われるようになっている。

電気融着継手を用いたプラスチック管の接続は、継手への通電によって簡易に行えるものゝ、融着に当たっては管抜けを防止すると共に、管と継手とのクリアランスが全周にわたって均一になるようにし、しかも融着時の界面圧力が逃げないようにするため、管と継手を芯出しする必要があることから、クランプを用いて管を固定している。

プラスチック管は、金属管に比べ柔らかいため曲げることが比較的容易であるが、大口径のものでは肉厚も厚く、管の曲げは容易でない。管と継手の芯出しを容易に行えるようにするための自在継手も種々提案されている。下記特許文献１〜３に開示されるものがそうで、図１には、下記特許文献１に開示される自在継手の一例が示してある。この継手は、短管１ａ、１ｂの各端部にフランジ２ａ、２ｂを管１ａ、１ｂの軸心と直交する面に対して角度θ傾斜させて形成し、フランジ同士を接合させた状態で一方の短管１ａ又は１ｂを回動させることにより、両短管１ａ、１ｂのなす角度をθ〜２θの範囲内で変更させることができるようになっているもので、両管１ａ、１ｂの接続は、フランジ２ａ、２ｂ間に電熱線入りのマット３を介在させ、断面鉤状をなすフランジ２ｂをフランジ２ａに掛止させて両フランジ２ａ、２ｂをマット３を介在させて接合させたのち、電熱線への通電により、フランジ同士の融着を行うようになっている。

図２は、下記特許文献３に開示される自在継手の別の例を示すもので、両受口５ａ、５ｂのなす角をθ_１とし、受口５ａに差込まれる短管６の両差口６ａ、６ｂがなす角をθ_２としてあり、短管６を回動させることにより継手５の受口５ａと短管６の差口６ｂとのなす角を0〜θ_１＋θ_２の範囲内で変更できるようになっている。図中、７はプラスチック管であり、８は継手５の受口５ａ、５ｂに埋設した電熱線による融着部、９はプラスチック管と短管６の差口６ｂを接続する電気融着継手である。

上述するような継手を用いれば、接続されるプラスチック管７ａ、７ｂの角度に合わせて両短管１ａ、１ｂのなす角度を変えることにより、或いはまた継手５の受口５ｂと短管６の差口６ａのなす角度を変えることにより、短管１ａ、１ｂと、該短管に接続されるプラスチック管との芯出し、或いは継手５と短管６の差口６ａに差込まれるプラスチック管７ａとの芯出しを容易に行うことができる。
特開平７−１５１２８８号 特開平６−３４６９９７号 特開２００３−１３０２７８号

従来の自在継手には、いくつかの問題点がある。このことを上述の図１及び図２に示す自在継手を例にとっていえば、
（１）地面を掘削して形成した溝の中で配管を行い、プラスチック管同士の接続を上述するような自在継手を用いて行う場合、フランジ２ａ、２ｂ間のマット３における融着部或いは継手受口５ａ，５ｂの融着部８に微小な砂、ごみ、ほこり等が入って融着不良を起こすおそれがあること、
（２）通電によって加熱溶触された樹脂は、融着後、冷却されるにつれ収縮するが、図１に示す自在継手において、フランジ２ｂの径方向の収縮量がフランジ２ａの径方向の収縮量よりも大きいと、両フランジ２ａ、２ｂが接合面において剥離するおそれがあること、
（３）図１に示す自在継手では、断面鉤状をなすフランジ２ａをフランジ２ｂに掛止させることにより抜け止めされ、フランジ２ａのフランジ２ｂへの掛止は、フランジ２ａをフランジ２ｂに強制嵌合することによって行われるものと考えられるが、大口径の継手のように剛性の高いものではことに、フランジ２ａを弾性変形させて強制嵌合することが困難であること、
（４）フランジ２ａ、２ｂ同士の接合面及び継手５の受口５ａと短管６の接合面は、いずれも接触面積が大きく、回動時の摩擦抵抗が大で、回動をスムーズに行い難く、また融着後はフランジ同士或いは継手と短管が固定されるため、内部応力により、或いはプラスチック管に外力が作用したときに角度の変更ができず、また継手外表面には電熱線のターミナルピンが突設され、障害物となり易いこと、
などである。

本発明の第１の目的は、融着部に微小な砂、ごみ、ほこり等が入り込んで融着不良を起こすことのない自在継手を提供しようとするものであり、第２の目的は、融着接続されるフランジが融着後の冷却によりフランジ間に収縮に差を生じるようなことにあっても、両フランジが剥離することのない自在継手を提供しようとするものである。

更に第３の目的は、融着接続されるフランジを有して、両フランジのうち一方が断面鉤形をなして、他方のフランジに引掛けて抜け止めされる自在継手において、両フランジの接続が無理なく確実に行えるような自在継手を提供しようとするものであり、第４の目的は、角度の変更がスムーズで、融管施工後も角度変更が可能であり、しかも外部に突起物がなく、また微小な砂、ごみ、ほこり等によって融着不良を生ずることのない自在継手を提供しようとするものである。

請求項１に係る発明は、第１の目的を達成する自在継手に関するもので、接続可能な少なくとも二つの部材からなり、各部材はプラスチック管が差込まれる受口又は差口を有すると共に、少なくとも一つの部材を該部材と接続される他の部材との接合面において回動させることにより、両部材の受口がなす角度が変更可能であり、また両部材の上記接合面のうち、いずれか一方には電熱線が埋設された融着部を備え、電熱線への通電により、両部材が固着される熱可塑性樹脂製の自在継手であって、上記融着部の両側のうち、少なくとも外側にはシール用のｏリングが装着されることを特徴とする。

本発明において、各部材は受口又は差口の軸心と所定の角度で交差して傾斜する接合面と、該接合面と直交ないし所定の角度で交差する接合面のうち、少なくとも一つの接合面を有する。
融着部は、これら接合面のうち、傾斜する接合面に設けられていてもよいが、好ましくは傾斜する接合面と直交ないし交差する接合面に設けられる。これにより、融着部の設けられた接合面において外側から被さる部位が融着後の収縮により他方の部位に密着され易くなり、融着が確実に行えるようになる。
また、ｏリングとしては金属製のものを用いることもできるし、例えば硬質ゴムのような弾性体のものを用いることもできる。
また、本発明における自在継手としては、例えば図１に示すように、傾斜したフランジ２ａ，２ｂ同士を接続した構造をなすもの、図２に示すように、受口５ａ，５ｂのなす角をθ_１とした継手本体５と、差口６ａ，６ｂのなす角をθ_２とし、一方の差口６ａを継手本体５の受口５ａに回動可能に差込んで接続される短管６よりなるもの等を挙げることができる。

請求項２に係る発明は、第２の目的を達成する自在継手に関するもので、接続可能で、傾斜したフランジを有する部材を少なくとも二つ備え、これら部材はプラスチック管が差込まれる受口又は差口を有すると共に、フランジ同士を接合した状態で、少なくとも一方のフランジを回動させることにより、接続される両部材の受口のなす角度が変更可能であり、また両フランジの接合面には一方に電熱線が埋設された融着部を備え、電熱線への通電により、両部材が固着される熱可塑性樹脂製の自在継手であって、外側のフランジには融着部よりもフランジ根元側に薄肉部が設けられることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の自在継手において、互いに接合されるフランジのうち、一方のフランジが断面鉤状をなして、他方のフランジに掛止して抜止めされることを特徴とする。

本発明において、互いに接合されるフランジは、受口又は差口の軸心と所定の角度で交差して傾斜する接合面と、該接合面と直交ないし所定の角度で交差する接合面の少なくとも二つの接合面を有する。
融着部は複数の接合面のうち、少なくとも一つの接合面、好ましくは後者の接合面、すなわち前者の傾斜する接合面と直交ないし交差する接合面に設けられる。傾斜する接合面と直交ないし交差する接合面を有するフランジは、一方のフランジが他方のフランジに被さるように形成されるが、融着部が傾斜する接合面と直交ないし交差する接合面に設けられることにより、上記他方のフランジに被さる一方のフランジが融着後の収縮により他方のフランジに密着され易くなり、融着が確実に行えるようになる。

請求項４に係る発明は、第３の目的を達成する自在継手に関するもので、接続可能で、傾斜したフランジを有する部材を少なくとも二つ備え、これら部材はプラスチック管が差込まれる受口又は差口を有すると共に、フランジ同士を接合した状態で、少なくとも一方のフランジを回動させることにより、接続される両部材の受口のなす角度が変更可能であり、また両フランジの接合面には一方に電熱線が埋設された融着部を備え、電熱線への通電により両部材が固着されるようになっており、しかも、互いに接合される上記、フランジのうち、一方のフランジが断面鉤状をなして、他方のフランジに掛止して抜止めされる熱可塑性樹脂製の自在継手であって、断面鉤状をなすフランジは、接合される他方のフランジに掛止されて抜止め機能を有する部材が分割され、他方の部分と止着手段により止着して一体化されることを特徴とする。

本発明における止着手段としては、例えばバット融着、接着剤による接着、ボルト・ナット等を例示することができる。

請求項５に係る発明は、第４の目的を達成する自在継手に関するもので、接続可能な少なくとも二つの部材からなり、各部材はプラスチック管が差込まれる受口又は差口を有すると共に、少なくとも一つの部材を該部材と接続される他の部材との接合面において回動させることにより、両部材の受口がなす角度が変更可能である熱可塑性樹脂製の自在継手であって、上記接合面にはシール用のｏリングが装着され、電熱線が埋設される融着部を有しないことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明の自在継手において、接合されるフランジの一方には凹部が、他方には凹部に嵌合する凸部が形成されることを特徴とする。
本発明における凹凸部は、フランジの一か所にのみ設けてもよいし、複数か所に設けてもよい。

請求項１に係る発明によると、ｏリングが融着部の外側に配置されてシールしているため、微小な砂、ごみ、ほこり等が融着部に入り込んで融着不良を起こすのを防止することができる。

請求項２に係る発明によると、薄肉部を備えたフランジが接続される相手方のフランジの熱収縮に追随して薄肉部において曲げられることにより熱融着後の両フランジに収縮の差を生ずるようなことがあっても両フランジが剥離するのを防ぐことができる。

請求項３に係る発明によると、一方のフランジを他方のフランジに係止させたのちは、外力を加えても、また熱融着時に発生する応力によってフランジ同士が引き離されるのを防ぐことができる。

請求項４に係る発明によると、両フランジを接合させたのち、抜止め機能を有する部材を一方のフランジに止着手段により止着することで、剛性を有するフランジであっても無理なく確実に両フランジの抜止めを行うことができる。

請求項５に係る発明によると、接合面はｏリングにおいて線接触し、ｏリングの周方向の回動による角度の変更がスムーズに行えること、熱融着によって固定されていないので、配管施工後もプラスチック管に作用する外力によって角度変更が可能であること、電熱線を埋設した融着部を有しないため外部にはターミナルピンのような突起物が不要となり、継手をコンパクトにすることができ、また微小な砂、ごみ、ほこり等によって融着不良を生ずるおそれもないこと等の効果を奏する。

請求項６に係る発明によると、フランジは凹凸部によって曲げ剛性が高くなり、ｏリングによるシール性を長期にわたって維持することができる。

以下、本発明の実施形態の自在継手について、図面により説明する。
図３及び図４に示す自在継手１１は、熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン製で、接続される二つの部材１２及び１３からなっており、一方の部材１２は、一端に材質が例えばポリエチレンよりなるプラスチック管１４が差込まれる受口１５を有すると共に、他端に肉厚のフランジ１６を有し、受口１５の内周面には図示していないが、電熱線が埋設される融着部を備え、受口外周面には融着部の電熱線に接続されるターミナルピンを備えたターミナル１７を一対突設している。フランジ１６は、受口１５の軸心ｏ_１と直交する面に対し、角度αで傾斜し、後述の融着部より外側の外周面に形成される周溝にｏリング１９を装着している。

他方の部材１３も、一端にプラスチック管１４が差込まれる受口２１を有すると共に、他端に上記フランジ１６が嵌合する凹所２２を備えたフランジ２３を有し、受口２１は上記受口１５と同様、内周面に電熱線が埋設される融着部（図示しない）を備え、外周面にターミナル１７を一対突設している。フランジ２３は凹所内周面に電熱線が埋設される融着部２６を備え、外周面にターミナル２５を一対突設している。そして両フランジ１６及び２３は、凹所底面に形成した断面蟻溝状の凹部に凸部を嵌合させることにより抜止めされて接続されている。なお、両部材１２及び１３は、受口１５、２１を有する部分と、フランジ１６、２３を有する部分を型成形により一体形成することも可能であるが、この場合、中芯の抜き構造が複雑となる。中芯の抜き構造を簡素化するために上記両部分を別個に形成したのち、バット融着により連結してもよい。

本実施形態の自在継手１１によると、図３の状態より、いずれか一方の部材１２又は１３を１８０度の範囲内で回転させることにより、両受口１５及び２１のなす角αを０〜４５度の範囲内で変更させることができるようになっている。図４は、図３の状態より部材１２を１８０度回転させたときの状態を示すもので、このとき両受口１５及び２１のなす角は２α、すなわち４５度となる。

本実施形態の自在継手１１では、ｏリング１９が装着されていることにより融着部２６に微小な砂、ごみ、ほこり等が入り込んで融着不良を起こすのが防止されること、融着部２６を備えたフランジ１６、２３間には一方の部材１２又は１３を回動可能とするために適度なクリアランスが設けられているが、ｏリング１９を装着することにより、周方向の回動がスムーズに行えると共に、融着部２６を備えた両フランジ１６、２３間のクリアランスを均一に維持して融着を確実に行うことができる。

図５及び図６に示す自在継手２８は、図３及び図４に示す自在継手１１において、両受口１５及び２１のなす角βを０〜９０度の範囲内で変更させることができるようにしたもので、図６に示す自在継手２８では、両受口１５、２１のなす角βは９０度となる。

図７に示す自在継手３１は、図３及び図４に示す自在継手１１において、フランジ２３の融着部２６より根元側の凹所２２のコーナ部に沿って切込みを入れて薄肉部３２を形成し、該薄肉部３２により凹所２２の周壁が開口側で内方に窄み易くなるようにしたものである。

図８に示す自在継手３５は、図１に示す自在継手において、電熱線入りのマット３を省き、部材３８端のフランジ３８ａの内側の軸心との直交面にそれぞれ形成された周溝にｏリング３６、３７を装着して、接続される両部材３８、３９のシールを行うようにしたものである。

図９に示す自在継手４１は、図８に示す自在継手３５において、断面鉤状をなすフランジ３８ａのうち、フランジ３９ａに係止して掛止めの機能を果たす部分３８ｂを別個に形成して止着手段、例えばバット融着により融着して一体化したものである。

図１０に示す自在継手４５は、図９に示す自在継手４１において、フランジ３９ａにも周溝を形成してｏリング４６を装着したものである。

図１１に示す自在継手５１は、図１０に示す自在継手４５において、フランジ３９ａを肉厚にして周溝５２を形成する一方、フランジ３８ａに周溝５２に嵌合する周方向の突条５３を形成し、フランジ３８ａ、３９ａの曲げ剛性を高めて曲げにより、ｏリング３６、３７、４６によるシールが損なわれることがないようにしたものである。

図１２に示す自在継手５５は、図３に示す自在継手１１において、フランジ１６をフランジ２３と同様の肉厚にして、フランジ１６の寸法精度を向上させると共に、製品重量を軽減し、かつフランジ同士の電気融着を安定して行うことができるようにしたものである。

従来の自在継手の断面図 従来の別の自在継手の断面図 本発明に係る自在継手の断面図 角度を４５度に変更させた図３に示す自在継手の断面図 本発明に係る自在継手の変形態様の断面図 角度を９０度に変更させた図５に示す自在継手の断面図 本発明に係る自在継手の別の例の断面図 自在継手の更に別の例の要部の拡大断面図 自在継手の更に別の例の要部の拡大断面図 自在継手の更に別の例の要部の拡大断面図 自在継手の更に別の例の要部の拡大断面図 自在継手の他の例の断面図

符号の説明

１ａ、１ｂ・・短管
２ａ、２ｂ、１６、２３、３８ａ、３９ａ・・フランジ
３・・マット
１１、２８、３１、３５、４１、４５、５１、５５・・自在継手
１２、１３、３８、３９・・部材
１４・・プラスチック管
１５、２１・・受口
１７、２５・・ターミナル
１９、３６、３７、４６・・ｏリング
２２・・凹所
２６・・融着部
３２・・薄肉部
５２・・周溝
５３・・突条

Claims (6)

1. 接続可能な少なくとも二つの部材からなり、各部材はプラスチック管が差込まれる受口又は差口を有すると共に、少なくとも一つの部材を該部材と接続される他の部材との接合面において回動させることにより、両部材の受口がなす角度が変更可能であり、また両部材の上記接合面のうち、いずれか一方には電熱線が埋設された融着部を備え、電熱線への通電により、両部材が固着される熱可塑性樹脂製の自在継手であって、上記融着部の両側のうち、少なくとも外側にはシール用のｏリングが装着されることを特徴とする自在継手。
2. 接続可能で、傾斜したフランジを有する部材を少なくとも二つ備え、これら部材はプラスチック管が差込まれる受口又は差口を有すると共に、フランジ同士を接合した状態で、少なくとも一方のフランジを回動させることにより、接続される両部材の受口のなす角度が変更可能であり、また両フランジの接合面には一方に電熱線が埋設された融着部を備え、電熱線への通電により、両部材が固着される熱可塑性樹脂製の自在継手であって、外側のフランジには融着部よりもフランジ根元側に薄肉部が設けられることを特徴とする自在継手。
3. 互いに接合されるフランジのうち、一方のフランジが断面鉤状をなして、他方のフランジに掛止して抜止めされることを特徴とする請求項１記載の自在継手。
4. 接続可能で、傾斜したフランジを有する部材を少なくとも二つ備え、これら部材はプラスチック管が差込まれる受口又は差口を有すると共に、フランジ同士を接合した状態で、少なくとも一方のフランジを回動させることにより、接続される両部材の受口のなす角度が変更可能であり、また両フランジの接合面には一方に電熱線が埋設された融着部を備え、電熱線への通電により両部材が固着されるようになっており、しかも、互いに接合される上記、フランジのうち、一方のフランジが断面鉤状をなして、他方のフランジに掛止して抜止めされる熱可塑性樹脂製の自在継手であって、断面鉤状をなすフランジは、接合される他方のフランジに掛止されて抜止め機能を有する部材が分割され、他方の部分と止着手段により止着して一体化されることを特徴とする自在継手。
5. 接続可能な少なくとも二つの部材からなり、各部材はプラスチック管が差込まれる受口又は差口を有すると共に、少なくとも一つの部材を該部材と接続される他の部材との接合面において回動させることにより、両部材の受口がなす角度が変更可能である熱可塑性樹脂製の自在継手であって、上記接合面にはシール用のｏリングが装着され、電熱線が埋設された融着部を有しないことを特徴とする自在継手。
6. 接合されるフランジの一方には凹部が、他方には凹部に嵌合する凸部が形成されることを特徴とする請求項５記載の自在継手。

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